Рудничный транспорт

Рудничный (внутришахтный) транспорт ( рус. внутришахтный Рудничный транспорт , англ. internal mine transport, interplant mine transport ; нем. Transport unter Tage, untert?giger Transport, zwischenbetrieblicher Transport, Untertagef?rderung ) - Транспортная служба шахты, предназначенная для перемещения по подземным выработках полезных ископаемых и разного рода грузов.

В современном рудничном транспорте широко применяются электровозную, автомобильные и конвейерные транспортные средства, а также скиповые подъемники, лебедки, иногда гидротранспорт, монорельсовый транспорт и проч.


1. История развития подземного транспорта

При зарождении горного дела механизацию применяли для подъема грузов по вертикальным выработкам (с именем), а затем - по наклонным и горизонтальным. Механизмы проводились в действие вручную и с помощью гидравлического колеса. На территории Российской империи до 1917 г. механизированного транспорта на шахтах почти не было, хотя приоритет отечественных умельцев в изобретении нужных машин был несомненным. После революции началось широкое внедрение транспортных средств и прежде всего - отечественного производства. За годы трех довоенных пятилеток, благодаря заново созданной горной и машиностроительной промышленности, выпуск шахтных транспортных машин резко возрастает, особенно для выполнения таких операций, как нагрузка горной массы в забоях подготовительных выработок и маневровые работы на подземных станциях.

В послевоенные годы на угольных шахтах происходят количественные и качественные сдвиги: увеличивается количество высокопроизводительных машин, внедряется и всесторонне расширяется комплексная механизация и автоматизация, модернизация оборудования, коренным образом улучшается организация труда. Большое внимание уделяется созданию и совершенствованию транспортных средств для проведения подготовительных выработок, потому что последние не только обеспечивают фронт очистных работ, но и существенно влияют на условия продвижения забоев и функционирования всего горного хозяйства предприятия.

В забоях подготовительных выработок породу и уголь подают чаще непосредственно в откаточные сосуды - вагонетки, обмен которых занимает от 7 до 20% общего времени нагрузки. С целью уменьшения их простоев начали широко внедряться различные вспомогательные механизмы, в частности устройства для обмена вагонеток. Эти механизмы, каждый из которых при определенном сочетании конкретных условий (площадь поперечного сечения выработки, количество одновременно действующих погрузочных машин, вместимость и количество вагонеток в составе) имел свои преимущества, позволили ощутимо сократить продолжительность маневровых операций.

В последние годы появляются новые транспортные средства поверхности горизонтальных и наклонных участков, подземных станций и узлов соединенных выработок. Расширяется парк тяжелых электровозов, создаются мощные конвейерные установки, большегрузные вагонетки, самоходные машины и другое оборудование. В результате существенно поднялись производительность труда и уровень безопасности работ, снизились трудоемкость и стоимость транспортных операций.

Отечественная наука о подземный транспорт развивалась постепенно. Первые упоминания о нем встречаются в трудах М. В. Ломоносова (1763). В 1843 преподаватель Института корпуса горных инженеров А. И. Узатис издал книгу "Курс горного мастерства", в которой шахтным машинам отведена отдельная глава.

Основоположником научной дисциплины "рудников транспорте" признан русского ученого А. М. Терпигорева. Еще в 1901 он издал книгу "Доставка". В ней изложены теория и расчет шахтного рельсового хозяйства, описаны конструкции соответствующих средств. Первый учебник для студентов, изучающих курс подземного транспорта, написали Н. С. Поляков и А. Спиваковский (1944р.). Огромная заслуга в создании науки о транспорте горных предприятий принадлежит ученым А. В. Андрееву, М.В. Волотковская-м, В. И. Геронтьеву, А.В. Евневич, Я. Б. Кальницкому, Б А. Кузнецову, А. А. Ренгевич, М.В. Тихонову, Л.Г. Шахмейстер, И. Г. Штокмана и др.. Таким образом, благодаря усилиям производственников и ученых сейчас создан и функционирует совершенный шахтный транспорт.


2. Назначение и классификация подземных транспортных машин

При строительстве подземных сооружений (шахт) в горных выработках и на поверхности используется большое количество различных транспортных машин и механизмов. Среди них - локомотивы, конвейеры, перегружатели, канатные и скреперные установки, автомобили, подвесные канатные и монорельсовые дороги, самоходные вагоны и проходческие комплексы. Последние включают большой выбор оборудования, которое в пределах подготовительного забоя обеспечивает механизацию процессов разрушения, нагрузки и перевозки горной массы, доставки крепления, вспомогательных и других материалов.

Транспортное оборудование выбирают для каждой выработки на основе технико-экономического сопоставления возможных вариантов с учетом конкретных горно-технических условий (длины транспортирования, угла наклона выработки, вида материалов, перемещают, количественных изменений грузопотоков во времени и др..), А также перспектив развития предприятия , надежности работы транспортных средств и трудоемкости перевозок.

При выборе машин для заданных горно-геологических условий в первую очередь оценивают их производительность и экономичность эксплуатации. Эти машины должны быть не только надежными, но и безопасными в работе.

Поскольку при строительстве подземных сооружений и шахт основные параметры (длина транспортирования и грузопоток) постоянно меняются, машины и механизмы выбирают с учетом того, что они оптимальны в одних условиях, но могут быть несовершенными в других. Критерием оптимальности в этом случае служит минимум затрат на содержание транспортной системы за весь период работы. В связи с тем что выбор транспортной системы связан с анализом многих вариантов, его целесообразно осуществлять с помощью ЭВМ. Используют следующие исходные данные: схему горизонтальных и наклонных выработок, начальную и максимальную их длину, размеры каждого грузопотока, темпы продвижения подготовительных забоев, виды и типы средств транспорта во всех выработках, его стоимостные параметры. При решении задач вводят также ограничивающие условия, которые определяют техническую возможность применения каждой машины. Эти условия отражают угол наклона транспортных линий, область применения оборудования по производительности, степень целесообразности по-енання отдельных его видов (типов) и др.. При выбранном варианте должны быть обеспечены: надежность системы; прогрессивность принятых схем, средств и методов транспортировки; достаточная пропускная способность; безопасные условия труда; однотипность используемых машин (по возможности), полная взаимная согласованность различных транспортных подсистем, в том числе для доставки материалов, оборудования и людей, возможность механизации и автоматизации перевозок.

Эффективное использование транспортных машин во многом обусловливает успешное выполнение плана строительства, а также различные технико-экономические показатели (производительность труда, стоимость выполняемых работ, их трудоемкость и др.)..

Транспортные машины, используемые при строительстве подземных сооружений (шахт), классифицируют по различным признакам.

В зависимости от назначения различают собственно транспортные машины и специальное оборудование. Первые служат для перевозки насыпных грузов, а также людей и вспомогательных материалов. Это - машины и устройства рельсового и самоходного транспорта, конвейеры, установки для перемещения грузов по грунту, желобах и трубах. Специальное оборудование включает питатели, затворы, опрокидыватели, толкатели, компенсаторы высоты и др..

Согласно принципу действия машины могут быть неперерпвнои и переривнои действия. Машины первой группы (конвейеры, самотечные, иидравлични и пневматические установки) обеспечивают перемещение горной массы или любых материалов непрерывным потоком. Машины второй группы (канатные и скреперные установки, локомотивы, автомобили и др.). Подают груз через определенные отрезки времени, которые в зависимости от расстояния транспортировки, скорости движения и продолжительности погрузочно-разгрузочных работ могут колебаться в значительных пределах. По конструктивным признакам различаются конвейеры (ленточные, скребковые, пластинчатые, вибрационные и др.)., Локомотивы, подвесные канатные и монорельсовые дороги, а также разнообразные установки: автомобильного транспорта, самотечные, гидравлические и пневматические, канатные, скреперные и самоходные.

Согласно способу перемещения грузов применяются машины, в которых используется скольжения (по грунту, желобу, трубе), перемещение на грузонесущих органах (ленте, пластинчатом холсте), в сосудах (вагонетках, автосамосвалах), в среде (воде, воздухе).

Согласно рода применяемой энергии различаются электрические, гидравлические, пневматические, инерционные, дизельные машины, а также машины, функционирующие под действием веса груза.

В зависимости от продолжительности работы на одном месте машины могут быть стационарными, полустационарных и передвижными. Каждый из названных видов транспортных машин и специального оборудования имеет большое количество конструктивных разновидностей и типоразмеров, выбор которых определяется условиями эксплуатации.

Наличие большого количества конструктивных разновидностей и типоразмеров транспортных машин и вспомогательного оборудования обеспечивает использования в различных условиях эксплуатации.

Конструкции транспортных машин одного вида, но с разными производительностью, мощностью и габаритными размерами, характеризуются последовательностью числовых значений основных парамертив. За основной параметр принимают ширину грузонесущего полотна (ленточные конвейеры), массу машин (локомотивы), грузоподъемность (автосамосвалы), миссии кость кузова (вагонетки) и др.. Принятая классификация позволяет разделить все транспортные средства на группы машин и тем самым упростить изучение их конструкций, основ теории и расчета, монтажа и эксплуатации, поскольку возникает возможность рассматривать не каждую отдельную установку, а всю группу в целом, например ленточные конвейеры, локомотивы.


3. Назначение и классификация надземных транспортных машин

Подвесные канатные и монорельсовые дороги предназначены для доставки грузов и людей в пределах строящегося предприятия (внутренний транспорт) и вне его (внешний). Впервые подвесные трассы появились в нашей стране в 70-х гг XIX в. Широкое распространение получили они за годы индустриализации страны. Более 300 км таких дорог построено в 1922-1943 гг Строящиеся магистрали часто проходили над оврагами, реками или жилыми массивами, имели уклон 45 ?.

В горной промышленности канатные дороги сначала устанавливались на поверхности, главным образом для перемещения породы в отвал, а затем - и в подземных условиях для транспортировки оборудования, крепления, материалов и людей, а также горной массы при проведении горизонтальных.! наклонных выработок.

Подвесные канатные дороги распределяют по месту расположения-на подземные и поверхностные, по назначению-на грузовые и пассажирские, по принципу действия - на кольцевые и челночные, по количеству канатов - на одно-и двухканатного, по конструкции - на принтеры монорельсовые.

Техническая производительность одноканатных дорог-30 ... 150 т / ч, а двухканатных кольцевых-30 ... 250 т / ч. На трассах челночного типа, покрывающие сравнительно малые расстояния, предусмотрена одна вагонетка, которая осуществляет реверсивное движение в одном направлении с грузом, а в обратном - без него. Сосуды в этом случае имеют большую емкость и перемещаются с достаточно высокой скоростью. Для транспортировки людей на поверхности используют одно-и двухканатного дороги с кольцевым и челночным принципу действия, провозная способность которых при V = 2 ... 12 м / с составляет 300 ... 900 чел. / Час.

В подземных условиях подвесные канатные и монорельсовые установки (с длиной до 2 км) могут применяться в выработках высотой более 1,7 м и с углом наклона от 0 до 30 ?. Производительность монорельсовых дорог для доставки крепления, материалов и оборудования на расстояние И. .. 1,5 км со скоростью 0,25 ... 1,85 м / с равна 10 ... 35 т / ч, а провозная способность канатных установок для перемещение людей при V = 1,2 м / с достигает 200 чел. / час.

При локомотивной тяге рассматриваемые средства транспорта становятся более универсальными. Так, для перевозки материалов, оборудования и людей по разветвленной трассе подземных выработок неограниченной длины с углом наклона до 30 ? служит комплекс оборудования шахтной подвесной монорельсовой дороги с дизелевозами.

Напочвенные дороги с дизельными локомотивами выпускают фирмы "Шарф" и "Бекорит" (ФРГ). Локомотивы этих дорог имеют специальные прижнмни и рельсовые направляющие катки, которые обеспечивают преодоление подъемов с углом в 30 ? и скорость движения до 3 м / с. Совершенствование канатных, монорельсовых и напочвенных дорог в нашей и в других странах базируется на увеличении скорости движения, упрощении конструкций и повышении надежности отдельных узлов машин.


4. Условия эксплуатации транспортных машин

Подземный транспорт работает в специфических условиях : ограниченность размеров и непостоянство рабочего места, наклонное расположение оборудования, влажность, запыленность и взрывоопасность среды, переменный характер нагрузки. Затрудненные условия работы, связанные с небольшими площадями поперечных сечений горных выработок, требующих использования транспортных машин малых размеров, их производительность, как правило, гораздо ниже, чем в крупногабаритных.

Непостоянство рабочего места (непрерывное перемещение забоя) диктует необходимость использования при проходке Быстроразборная и маневренных машин.

Наклонное размещение оборудования (при проходке наклонных выработок) вызывает потребность в специальных стопорных устройствах сопротивляются сползание машин, в устройствах и тормозах, удерживающие рабочий орган от самопроизвольного движения вниз, в различных уловитель для тяговых средств и вагонеток, функционирующих прн обрыве лент или канатов.

Влажный, пыльное, агрессивное и взрывоопасная среда требует применения машин, защищенных от воздействия влаги и пыли, устойчивых против коррозии, с взрывобезопасным электрооборудованием.

Непостоянный характер нагрузки, обусловленный изменением объема персвсзок и деформациями выработок, может вывести машины из строя. Поэтому они должны иметь резерв производительности и высокий запас прочности.

К транспортным средствам, которые действуют в горных выработках и на поверхности, ставят ряд основных требований. Машины должны обеспечивать бесперебойную работу подготовительных забоев; иметь высокую маневренность, перемещать грузы в кратчайшее время, быть простичы в управлении, с комфортными и безопасными условиями для обслуживающего персонала; характеризуватись минимальными затратами живого и овеществленного труда в сфере виробннтва (изготовление) и в процессе эксплуатации; иметь параметры, которые соответствуют конкретным условиям работы. Эти требования (в порядке перечисления) классифицируют как технологические, производственные, энергетические, экономические и спецефический.


5. Выбор транспортных машин

Механическое оборудование подземного транспорта характеризуется большим разнообразием используемых видов транспорта и типов машин. Это связано с различными горно-геологическими условиями разрабатываемых месторождений, разнотипностью применяемых систем разработки и подготовки, разными масштабами добычных работ, а также неодинаковыми свойствами перемещаемых грузов.

Большое разнообразие транспортных машин эксплуатируют на одной и той же шахте, приводит к разному их сочетание. Поэтому одно из основных направлений дальнейшего совершенствования транспорта заключается в применении способов выявления систем разработки и подготовки, при которых обеспечиваются наиболее экономичные схемы подземного транспорта.

Технологическая схема подземного транспорта определяется главным образом средствами транспорта, используемых на отдельных звеньях и их стыках. При этом выбор вида транспорта для каждого звена зависит не только от горнотехнических условий, но и от экономичности применения транспортных средств в определенных условиях. Необходимо отметить, что часто какой-нибудь вид транспорта, выгодный на одном участке, может оказаться менее экономичным на аналогичном участке той же шахты при сочетании с другими видами транспорта. Поэтому для установления оптимальной технологической системы подземного транспорта всей шахты с учетом ее особенностей нельзя ограничиваться выбором выгодного вида транспорта для каждого участка отдельно. Необходимо рассматривать транспортные средства в их взаимодействиях и о конкретных горнотехнических условий. Для решения такого рода сложных задач существуют методы, которые позволяют выбирать из большого количества сравниваемых вариантов экономически выгодную технологическую схему подземного транспорта [II]. Для составления анализа вариантов используются следующие исходные данные: схема транспортных выработок шахты, перечень целесообразных видов транспорта для этих выработок и экономические показатели, характеризующие все сравниваемые виды транспорта в рассматриваемых конкретных условиях.

При установке самой выгодной технологической схемы подземного транспорта для заданных горно-технических условий шахты за основной экономический критерий оптимальности могут быть приняты эксплуатационные расходы на транспортировку.

Эксплуатационные расходы для каждой отдельной звена определяются четырьмя элементами-затратами на заработную плату, амортизацию транспортного оборудования, материалы и электроэнергию. При этом оптимальной считается такая технологическая схема подземного транспорта, при которой суммарные эксплуатационные затраты на все транспортные звенья шахты маленькие.


6. Монтаж и эксплуатация транспортных машин

Установка транспортных средств-сложный и ответственный процесс, от которого в значительной степени зависит их надежная и безопасная работа. Этот процесс состоит из трех этапов: подготовительного, монтажного и наладочного. В течение подготовительного этапа выполняют ряд работ: разрабатывают проект, определяют наличие и состояние монтажных устройств и приспособлений (канатов стропов, блоков, полиспастов, талей, домкратов, триног и др..) Завершают работы, связанные с проведением выработок (ремонт крепления, очистка водоотливных канавок от породы и посторонних предметов, проведение коммуникационных линий и навешивание осветительных приборов, сооружение фундаментов и т.д..) устанавливают по комплектовочною ведомости наличие всех узлов, деталей и инструментов, наличие повреждений монтажных средств; проводят инструктаж.

Машины направляют в горные выработки в том виде, в котором они поступили на предприятие, которое строится. Например, узел, который состоит из электродвигателя, турбомуфты и редуктора, помещают в клеть в разобранном виде, а не подвешивают под ней. Такая подвеска хотя и позволяет опускать в шахту целые агрегаты, но снижает безопасность работ и повышает имовирнисгь повреждения оборудования при погрузке на подвижной состав в околоствольном дворе.

Монтаж транспортных машин - очень длительный процесс, причем наиболее трудоемкими в подземных условиях считают такелажные работы, которые часто составляют 85% общего объема.

Сборочные единицы устанавливают в последовательности, предусмотренной проектом и заводской инструкцией, что позволяет избежать сборки деталей в выработках, повышает культуру производства и создает условия для скоростного и качественного проведения работ. Наладка предусматривает пробный пуск и регулирование транспортных средств. (Апробирование помогает определить правильность монтажа всех собранных единиц, надежность предохранительных устройств (тормозов, зушинникив, ловителей и т.д..), Т.е. проверить работу установки в целом. (Апробирование сначала ведут вхолостую (2 ... С г), а затем под нагрузкой. Устранив неисправности, машину сдают на испытания, при котором определяют качество монтажа, состояние изоляции, струмопровидннх частей, контактов и системы смазки. После окончания монтажа, испытания и наладки отдельных элементов проверяют и налаживают работу всего транспортного комплексе. Если до установки приняты надежные машины , технические параметры которых соответствуют правилам эксплуатации и техники безопасности, эти машины будут работать высокопроизводительное. Повышение эффективности в этом случае достигается за счет применения средств автоматики, обеспечивающих контроль и передачу на пульт управления количественных и качественных показателей, а при необходимости регистрируют измеряемые параметры технологического процесса . Эти средства позволяют также определить наличие и массу груза, состояние механизмов и тяговых органов (пробуксовка, восток ленты сторону, ее обрыв и т.д..). В результате этого максимально высвобождается персонал, поднимается уровень производительности, надежности и безопасности транспортного оборудования, повышается общая культура производства. Улучшение технико-экономических показателей строительства подземных сооружений (шахт) достигается при повышении темпов проходки выработок, что возможно только при комплексной механизации основных и вспомогательных процессов и скоростном их проведении.

Повышение скорости проведения выработок, в свою очередь, зависит от организации эксплуатации транспортных машин, используемых для своевременного перемещения всех грузов, поступающих из забоя и в забой. Опыт скоростного проведения горных выработок показал, что необходимо: максимально сочетать процессы проведения выработок, осуществлять непрерывное нагрузки горной массы в течение длительного времени; сокращать длительность операций обмена вагонеток и сосгавив, находящихся под погрузкой, подавать с поверхности крепежные материалы и другие вспомогательные грузы в контейнерах и пакетах обеспечивать механизацию погрузочно-разгрузочных и монтажных работ, создать резерв запасных частей и проводить плановое обслуживание и ремонт транспортных машин; реализовать полную автоматизацию всех производственных процессов; шире использовать ЭВМ и микропроцессоры при управлении и выборе режима работы транспортных машин; внедрить бригадный подряд, который позволяет поддерживать на высоком уровне производственную и технологическую дисциплину.

Эксплуатация транспортных машин тесно связана с вопросом охраны окружающей среды. При погрузке породы в транспортные средства и при разгрузке их на отвале, а также при формировании отвалов надо принимать меры по обеспечению минимальной запыленности воздушной среды. Чтобы исключить самовозгорание отвалов, их покрывают слоями инертных негорючих материалов. Отвалы располагают в естественных складках местности и на земельных участках, пригодных для сельскохозяйственных работ. Транспортировка груза осуществляется кратчайшим путем с минимальным отчуждением земельных угодий. Испорченные земли при строительстве должны приводиться в положение, пригодны для использования в народном хозяйстве.

Исключительно большое внимание уделяется вопросам безопасности труда. Особое значение эти вопросы приобретают при применении проходческих комплексов, поскольку в их состав входит большое количество машин и механизмов различного назначения. Обслуживающий персонал должен знать и соблюдать правила безопасности, инструкции Относительно эскплуатации конкретных машин.

При работе в подземных условиях на машинах проводят комплекс мероприятий, позволяющих снизить количество вредных примесей, выбрасываемых в рудничной атмосфере, уменьшить шум и вибрацию. В последнее время машины оборудуют кондиционерами. Согласно правилам безопасности в угольных и сланцевых шахтах необходимо выбирать скорость перемещения транспортных машин в каждой выработке отдельно; должны храниться зазоры в соответствии с видом транспортных машин между креплением и наиболее выступающими частями машин со стороны прохода людей и с противоположной стороны.

Кроме того, необходимо: организовать постоянный контроль за работой установок; запретить включать машины при неисправностях. основных сборочных единиц, незакрытых вводах муфт электродвигателей и пускателей, непидвишених кабелях и неисправных сигнальных устройствах, при отсутствии предохранительных щитков и кожухов; позволить чистить и ремонтировать движущиеся только в период остановки; категорически запретить перевозки людей на транспортных средствах, специально не приспособленных для этой цели . В местах промежуточного загрузки конвейеров и возможных вывалов породы из стенок выработок следует устанавливать боковые защитные листы, а при пиддувному почве необходимо своевременно выравнивать оборудования. Нельзя допускать накопления просыпанных груза. В строго определенные сроки нужно проводить осмотры, текущий, средний и капитальный ремонты.

Обзор и текущий ремонт выполняют электрослесаря ​​участка непосредственно на рабочем месте. Они регулируют сборочные единицы заменяют изношенные детали, промывают и очищают больше части машины, проверяют систему смазки и электроаппаратуру. Кроме того, составляют дефектную ведомость для будущих среднего и капитального ремонтов.

Средний ремонтвключае весь объем текущего, а также полную разборку привода и замену всех его изношенных частей. Эти работы осуществляются в мастерских предприятия, строится.

Капитальный ремонт проводится на рудоремонтном заводе или в центральных мастерских.


См.. также


Литература